PL211501B1

PL211501B1 - Extrusion head

Info

Publication number: PL211501B1
Application number: PL380161A
Authority: PL
Inventors: Robert Sikora; Aneta Tor-Świątek; Beata Kowalska
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2006-07-11
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2012-05-31
Also published as: PL380161A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest głowica wytłaczarska obrotowa skokowo, stosowana w linii technologicznej wytłaczania tworzyw polimerowych, jako jej integralna część składowa, służąca do wytłaczania kształtowników.The subject of the invention is a rotating rotary extruder head, used in the technological line of extrusion of polymeric materials, as its integral component, used for extruding sections.

Głowica obrotowa jest to narzędzie wytłaczarskie, w którym jego część zasadnicza, połączona z dyszą pierścieniową jest łożyskowana i wsparta na łączniku głowicy, umożliwiając jej powolny i cią gły obrót wokół własnej osi wzdłużnej. Wymagania, jakie powinny spełniać głowice wytłaczarskie oraz zalecenia dotyczące konstrukcji poszczególnych elementów składowych głowic wytłaczarskich są przedstawione w książce R. Sikory pt. „Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych, wydanej przezThe rotary head is an extrusion tool in which its main part, connected to the ring nozzle, is bearing and supported on the head connector, enabling its slow and continuous rotation around its longitudinal axis. Requirements to be met by extrusion heads and recommendations for the construction of individual components of extrusion heads are presented in the book by R. Sikory entitled "Processing of macromolecular plastics, published by

Wydawnictwo Edukacyjne w Warszawie w 1993 r., strony 146:175, jak również w książce Ch. Rauwendaala pod tytułem „Polymer Extrusion, wydanej przez Hanser Publishers w Monachium w 2001 r., strony 442: 448. Zarys rozwiązania konstrukcyjnego głowicy wytłaczarskiej obrotowej został przedstawiony w artykule K. Czarnockiego, M. Kassura zatytułowanym „Przetwórstwo polietylenu w Warszawskiej Fabryce Tworzyw Sztucznych Pollena w latach 1959-1977, zamieszczonym w czasopiśmie Polimery 1978, zeszyt 8-9, strony 335: 339 oraz w artykule J. Staśka noszącym tytuł „Współczesne technologie i urządzenia do wytłaczania folii metodą wytłaczania z rozdmuchiwaniem, który ukazał się w czasopiśmie Polimery 2005, zeszyt 5, strony 329-340.Wydawnictwo Edukacyjne w Warszawie in 1993, pages 146: 175, as well as in the book by Ch. Rauwendaal under the title "Polymer Extrusion, published by Hanser Publishers in Munich in 2001, pages 442: 448. An outline of the design solution of the rotary extruder was presented in the article by K. Czarnocki, M. Kassur entitled" Processing of polyethylene at the Pollena Plastics Factory in Warsaw. in the years 1959-1977, published in the periodical Polimery 1978, issue 8-9, pages 335: 339 and in the article by J. Stasek entitled "Contemporary technologies and devices for extrusion blown film, which appeared in the journal Polimery 2005, issue 5, pages 329-340.

W rozwiązaniu, według opisu patentowego polskiego nr 119649, przedstawiono znaną głowicę wytłaczarską z usytuowanym wewnątrz rdzeniem połączonym trwale żebrami z obudową. W obudowie głowicy jest zamocowana współosiowo i rozłącznie dysza z przelotowym kanałem stożkowym. Do rdzenia obudowy głowicy wytłaczarskiej jest przymocowany rozłącznie rdzeń stożkowy dyszy, przy czym oś rdzenia dyszy usytuowano poniżej osi rdzenia obudowy głowicy. Kanały przepływowe głowicy wytłaczarskiej oraz rdzeń formujący zwężają się stożkowo w kierunku dyszy. Znana jest, z opisu patentowego polskiego nr 160993, głowica do wytłaczania kształtowników mająca obrotowo osadzony rdzeń dyszy z przelotowym otworem wzdłużnym. Rdzeń dyszy jest wyposażony na jednym końcu w segment formujący, umieszczony w otworze kształtującym w płycie czołowej głowicy, natomiast drugi koniec rdzenia jest osadzony obrotowo, częścią walcową, w otworze na obwodzie korpusu i wyposażony w końcówkę regulacyjną umieszczoną w otwartym wybraniu na bocznej powierzchni korpusu. Obrót rdzenia za pomocą końcówki regulacyjnej umożliwia nastawianie elementów geometrycznych dyszy głowicy wytłaczarskiej. W opisie patentowym polskim nr 179682 przedstawiono znaną głowicę wytłaczarską utworzoną przez stożek zewnętrzny i wewnętrzny podzielony poprzecznie względem kierunku osiowego na część główną oraz na część wylotową, czyli dyszę.In the solution, according to Polish patent no. 119649, there is presented a known extrusion head with a core arranged inside it, permanently connected with the housing by ribs. A nozzle with a through conical channel is mounted coaxially and detachably in the head housing. A conical die core is detachably attached to the core of the housing of the extrusion head, the axis of the die core being located below the axis of the core of the head housing. The flow channels of the extrusion head and the forming core taper conically towards the die. It is known from Polish patent description No. 160993 a head for extrusion of sections having a rotatably mounted die core with a through longitudinal hole. The nozzle core is equipped at one end with a forming segment located in a forming hole in the face plate of the head, while the other end of the core is rotatably mounted, with a cylindrical portion, in a bore around the circumference of the body and equipped with an adjusting tip located in an open recess on the side surface of the body. The rotation of the core by means of the adjusting tip enables the geometric elements of the nozzle of the extrusion head to be adjusted. Polish patent description No. 179682 shows a known extrusion head formed by an outer and an inner cone divided transversely to the axial direction into a main part and an outlet part, i.e. a die.

Część wylotowa głowicy jest utworzona poprzez stożki zamocowane niezależnie względem siebie oraz stożki sąsiednie części głównej. Część główną głowicy podzielono, poprzecznie względem kierunku osiowego, na część bazową oraz na część pośrednią. Stożki w części pośredniej są zamocowane niezależnie od siebie oraz są zamocowane do sąsiednich stożków części bazowej.The outlet part of the head is formed by cones attached independently of each other and cones adjacent to the main part. The main part of the head is divided, transversely to the axial direction, into a base part and an intermediate part. The cones in the intermediate part are fixed independently of each other and are attached to the adjacent cones of the base part.

Podstawową cechą charakterystyczną dotychczasowego stanu techniki podanego w wymienionych książkach, cytowanych artykułach oraz przedstawionych opisach patentowych jest brak możliwości obrotu skokowego głowicy wytłaczarskiej, której częścią jest dysza oraz związany z tym brak mimośrodowego usytuowania dyszy głowicy wytłaczarskiej, względem osi wzdłużnej głowicy.The main characteristic of the prior art disclosed in the aforementioned books, cited articles and presented patents is the lack of the possibility of step rotation of the extrusion head of which the nozzle is a part and the consequent lack of an eccentric location of the extrusion head nozzle with respect to the longitudinal axis of the head.

Istotą wynalazku jest to, że głowica wytłaczarska obrotowa skokowo, stosowana w linii technologicznej wytłaczania tworzyw polimerowych, usytuowana bezpośrednio za wytłaczarką, a przed urządzeniem kalibrującym, składa się z czterech połączonych części podstawowych, a mianowicie z części stanowiącej kołnierz pierścieniowy oporowy, tworzący połączenie ruchome z cylindrem układu uplastyczniającego wytłaczarki, z części będącej korpusem, mającej wewnętrzny stożek ścięty kołowy asymetryczny, z części walcowej, przylegającej do płaszczyzny ścięcia stożka, asymetrycznej z kanałem mimośrodowym - dyszą, oraz z części w postaci wkładki kształtowej, przylegającej do kołowej powierzchni zewnętrznej części walcowej asymetrycznej, ale nie przesłaniającej kanału mimośrodowego - dyszy. Część głowicy wytłaczarskiej tworząca kołnierz pierścieniowy oporowy charakteryzuje się tym, że ma od strony połączenia ruchomego z cylindrem układu uplastyczniającego wytłaczarki, płaszczyznę zewnętrzną zaopatrzoną w panewkę obwodową, współtworzącą z cylindrem wytłaczarki łożysko ślizgowe czołowo - promieniowe centrujące. Część głowicy wytłaczarskiej tworząca korpus, mająca wewnętrzny stożek ścięty kołowy asymetryczny, jest od strony ślizgowego połączenia ruchomego z cylindrem układu uplastyczniającego wytłaczarki połączona na stałe, z częścią tworzącą kołnierz pierścieniowy oporowy, zaś od strony połączenia stałego z częścią walcową posiada otwór przePL 211 501 B1 lotowy, umiejscowiony mimośrodowo z mimośrodem w stosunku do osi wzdłużnej głowicy, natomiast w pobliż u największej grubości ścianki, ma niemal prostopadły do osi wzdłużnej głowicy otwór, w którym jest zamocowany trzpień chwytowy. Część walcowa asymetryczna głowicy wytłaczarskiej charakteryzuje się tym, że ma od strony połączenia stałego z częścią tworzącą korpus kanał mimośrodowy dyszę, będący przedłużeniem otworu mimośrodowego, o osi równoległej do osi wzdłużnej głowicy, zaś od strony przeciwległej do połączenia stałego z częścią tworzącą korpus, ma położoną skrajnie zewnętrznie panewkę obwodową współtworzącą z podstawą urządzenia kalibrującego łożysko ślizgowe czołowo - promieniowe centrujące. Część głowicy wytłaczarskiej w postaci wkładki kształtowej, w dowolnym przekroju promieniowym ma kształt zbliżony do trójkąta z wąską powierzchnią obwiedniową leżącą naprzeciw kanału mimośrodowego - dyszy o zmieniającej się grubości, pochyloną o kąt od 0,175 rad do 0,349 rad w stosunku do osi wzdłużnej głowicy, przy czym najmniejsza skrajna jej grubość jest bliska zeru oraz ta część głowicy wytłaczarskiej w dowolnym przekroju promieniowym ma kształt zbliżony do trójkąta z powierzchnią semikołową pochyloną o kąt od 0,524 rad do 1,047 rad w stosunku do prostej prostopadłej do osi wzdłużnej głowicy, stykającą się z powierzchnią obwiedniową.The essence of the invention is that the stepwise rotary extruder head, used in the process line for extrusion of polymeric materials, located directly behind the extruder and in front of the calibrating device, consists of four connected basic parts, namely a part constituting an abutment ring flange, forming a movable connection with cylinder of the plasticizing system of the extruder, from the body part having an internal asymmetric circular truncated cone, from the cylindrical part adjacent to the truncation plane of the cone, asymmetric with the eccentric channel - the nozzle, and from the part in the form of a shaped insert adjacent to the circular external surface of the cylindrical asymmetric but not obscuring the eccentric channel - the nozzle. The part of the extrusion head forming the abutment ring flange is characterized by the fact that on the side of the movable connection with the cylinder of the extruder plasticizing system, it has an external plane provided with a circumferential bushing, co-forming with the extruder cylinder a radial centering sliding bearing. The part of the extrusion head forming the body, having an asymmetric internal truncated cone, is permanently connected on the side of the sliding connection with the cylinder of the extruder plasticizing system, with the part forming the abutment ring flange, and on the side of the fixed connection with the cylindrical part it has a flight opening located eccentrically with an eccentric to the longitudinal axis of the head, while near the greatest wall thickness, it has an opening almost perpendicular to the longitudinal axis of the head, in which the gripping pin is mounted. The cylindrical asymmetrical part of the extrusion head is characterized by the fact that on the side of the fixed connection with the body forming part, the die eccentric channel is an extension of the eccentric hole, with an axis parallel to the longitudinal axis of the head, and on the side opposite to the fixed connection with the body forming part, the outermost circumferential bushing with the base of the calibrating device, the radial centering slide bearing. A part of the extrusion head in the form of a shaped insert, in any radial section, has a shape similar to a triangle with a narrow circumferential surface facing the eccentric channel - a nozzle of varying thickness, inclined by an angle from 0.175 rad to 0.349 rad in relation to the longitudinal axis of the head, while its smallest extreme thickness is close to zero and this part of the extrusion head in any radial section has a shape similar to a triangle with a semicircular surface inclined by an angle of 0.524 rad to 1.047 rad in relation to the straight line perpendicular to the longitudinal axis of the head, in contact with the circumferential surface.

Główną zaletą głowicy wytłaczarskiej obrotowej skokowo jest realna technicznie i efektywna ekonomicznie możliwość wytłaczania makroheterogenicznej wytłoczyny z monopolimeru o cechach i wł a ś ciwoś ciach wedł ug żądań wynikają cych z warunków jej uż ytkowania.The main advantage of the rotating rotary extrusion head is the technically feasible and economically effective possibility of extruding the macheterogeneous extrudate from a monopolymer with features and properties according to the requirements resulting from the conditions of its use.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia głowicę wytłaczarską obrotowo skokową w widoku od strony wkładki kształtowej, fig. 2 - przekrój wzdłużny głowicy wytłaczarskiej składającej się, w rzucie na fig. 2 od strony lewej, z części I kołnierza pierścieniowego oporowego, części II korpusu głowicy wytłaczarskiej, części III walcowej asymetrycznej z kanałem mimośrodowym - dyszą części IV wkładki kształtowej, fig. 3 - głowicę wytłaczarską w widoku od strony wkładki kształtowej obróconą skokowo o kąt (π/2) rad, fig. 4 - odpowiednio przekrój wzdłużny głowicy wytłaczarskiej, fig. 5 - głowicę w widoku od strony wkładki kształtowej, ale przy dalszym obrocie skokowym o kąt (π/2) rad, fig. 6 - odpowiednio przekrój wzdłużny głowicy wytłaczarskiej, fig. 7 - głowicę wytłaczarska w widoku od strony wkładki kształtowej przy kolejnym obrocie skokowym o kąt (π/2) rad, fig. 8 -odpowiednio przekrój wzdłużny głowicy wytłaczarskiej. Na rysunku nie uwidoczniono koniecznego układu grzejnego i chłodzącego głowicy wytłaczarskiej, gdyż oba wymienione układy nie mają żadnego związku z istotą wynalazku.The subject of the invention is presented in an exemplary embodiment in the drawings, in which Fig. 1 shows the extrusion die head from the side of the shaped insert, Fig. 2 - a longitudinal section of the extrusion head, in the view in Fig. 2 from the left side, from the left side. I of the annular thrust collar, part II of the extrusion head body, part III of a cylindrical asymmetric channel with an eccentric channel - the nozzle of part IV of the molding insert, Fig. 3 - extrusion head in the view from the side of the molding insert rotated stepwise by the angle (π / 2) rad, Fig. 4 - longitudinal section of the extrusion head, respectively, Fig. 5 - the head seen from the side of the shaped insert, but with a further step rotation by the angle (π / 2) rad, Fig. 6 - longitudinal section of the extrusion head, respectively, Fig. 7 - extrusion head in a view from the side of the molding insert at successive step rotation by the angle (π / 2) rad, Fig. 8 - longitudinal section of the extrusion head, respectively. The drawing does not show the necessary heating and cooling system for the extrusion head, as both of these systems have no relation to the essence of the invention.

Część I głowicy wytłaczarskiej tworząca kołnierz 1 pierścieniowy oporowy ma od strony połączenia ruchomego z cylindrem układu uplastyczniającego wytłaczarki płaszczyznę zewnętrzną zaopatrzoną w panewkę 2 obwodową, współtworzącą z cylindrem wytłaczarki łożysko ślizgowe czołowo promieniowe centrujące. Część II głowicy wytłaczarskiej tworząca korpus posiada wewnętrzny stożek ścięty 3 kołowy asymetryczny i jest od strony ślizgowego połączenia ruchomego z cylindrem układu uplastyczniającego wytłaczarki, połączona na stałe z częścią I głowicy wytłaczarskiej, stanowiącą kołnierz i pierścieniowy oporowy. Część II głowicy wytłaczarskiej tworząca korpus charakteryzuje się tym, że ma od strony połączenia stałego z częścią III walcową otwór 4 przelotowy położony mimośrodowo z mimośrodem 5 w stosunku do osi 6 wzdłużnej głowicy oraz ma w pobliżu największej grubości ścianki niemal prostopadły do osi 6 wzdłużnej głowicy otwór, a w nim zamocowany trzpień 7 chwytowy. Część III walcowa asymetryczna głowicy wytłaczarskiej ma od strony połączenia stałego z częścią II głowicy tworzącą korpus kanał 8 mimośrodowy - dyszę, będący przedłużeniem otworu 4 mimośrodowego, o osi 9 równoległej do osi 6 wzdłużnej głowicy. Natomiast od strony przeciwległej do połączenia stałego z częścią II głowicy, którą stanowi korpus, część III walcowa asymetryczna głowicy wytłaczarskiej odznacza się położoną skrajnie zewnętrznie panewką 10 obwodową, współtworzącą z podstawą urządzenia kalibrującego łożysko ślizgowe czołowo - promieniowe centrujące. Część IV głowicy wytłaczarskiej ma postać wkładki kształtowej, w dowolnym przekroju promieniowym mającej kształt zbliżony do trójkąta 11 z wąską powierzchnią obwiedniową 12 leżącą naprzeciw kanału 8 mimośrodowego dyszy, o zmieniającej się grubości, pochyloną o kąt od 0,175 rad do 0,349 rad, korzystnie 0,262 rad w stosunku do osi 6 wzdłużnej głowicy, przy czym najmniejsza skrajna jej grubość jest bliska zeru. Ta część głowicy wytłaczarskiej w dowolnym przekroju promieniowym ma kształt zbliżony do trójkąta II z powierzchnią 13 semikołową pochyloną o kąt od 0,524 rad do 1,047 rad, korzystnie 0,618 rad w stosunku do prostej prostopadłej do osi 6 wzdłużnej głowicy, stykającą się z powierzchnią 12 obwiedniową.The part I of the extrusion head, forming the abutment ring flange 1, on the side of the movable connection with the cylinder of the extruder plasticizing system, has an outer plane provided with a circumferential bushing, co-forming with the extruder cylinder, a radial centering sliding bearing. The body part II of the extrusion head has a 3-circular asymmetric truncated cone and is on the sliding side of the movable connection with the cylinder of the extruder plasticizing system, permanently connected with the part I of the extrusion head, constituting the collar and annular abutment. Part II of the extrusion head forming the body is characterized in that it has a through hole 4 on the side of the fixed connection with the cylindrical part III, located eccentrically with the eccentric 5 in relation to the longitudinal axis 6 of the head and has an opening almost perpendicular to the longitudinal axis 6 of the head near the greatest wall thickness. and a 7-grip pin mounted in it. The cylindrical asymmetrical part III of the extrusion head has, on the fixed connection side with the part II of the head forming the body, an eccentric channel 8 - the nozzle, being an extension of the eccentric hole 4, with an axis 9 parallel to the longitudinal axis 6 of the head. On the other hand, on the side opposite to the fixed connection with the head part II, which is the body, the cylindrical part III asymmetric of the extrusion head is characterized by an outermost circumferential bushing, co-forming with the base of the calibrating device, the radial centering slide bearing. Part IV of the extrusion head is in the form of a shaped insert, in any radial section having a shape similar to a triangle 11 with a narrow circumferential surface 12 facing the die eccentric channel 8 of varying thickness, inclined by an angle from 0.175 rad to 0.349 rad, preferably 0.262 rad in with respect to the longitudinal axis 6 of the head, the smallest extreme of which is close to zero. This part of the extrusion head in any radial section has a shape similar to a triangle II with a semicircular surface 13 inclined by an angle of 0.524 rad to 1.047 rad, preferably 0.618 rad to a straight line perpendicular to the axis 6 of the longitudinal head, contacting the circumferential surface 12.

Claims

1. The rotating rotary extruder head, used in the process line for extrusion of polymeric materials, located directly behind the extruder and in front of the calibrating device, characterized by the fact that it consists of four connected basic parts, namely the part (I) constituting the abutment ring flange, forming movable connection with the cylinder of the extruder plasticizing system, from the part (ID being the body, having an internal asymmetric circular truncated cone, from the cylindrical part (III) adjacent to the truncation plane of the cone asymmetric with the eccentric channel - the nozzle and from part (IV) in the form of a shaped insert, adjacent to the circular surface of the outer part (III) of the cylindrical asymmetric, but not obscuring the eccentric channel - the nozzle.

Head, according to claim 1, characterized in that on the side of the movable connection with the cylinder of the extruder plasticizing system, on the side of the movable connection with the cylinder of the extruder plasticizing system, the head part (!), Characterized in that the part (!) Of the head forming a bearing sliding front-radial centering.

Head, according to claim 1, characterized in that the body part (II) of the head, having an internal asymmetric truncated cone (3), is permanently connected to the part (I) on the sliding side of the movable connection with the cylinder of the plasticizing system of the extruder. of the head forming an annular abutment flange, and on the side of the permanent connection with the cylindrical part (HI), it has a through hole (4) located eccentrically with an eccentric 5 in relation to the longitudinal axis (6) of the head, while near the greatest wall thickness, it has almost perpendicular to the axis (6) the longitudinal head, the hole in which the grip pin (7) is mounted.

Head, according to claim 1, characterized in that the head part (| t), which is the cylindrical part of the head asymmetrically, has, on the fixed connection side with the head part (II) forming the body, an eccentric channel (8) - the nozzle, being an extension of the eccentric bore (4), with the axis (9) parallel to the longitudinal axis (6) of the head, and on the side opposite to the permanent connection with the part (II) of the head, forming the body, it has an outermost circumferential bushing (10) co-forming with the base calibrating device, radial centering slide bearing.

Head, according to claim 1, characterized in that the head part (IV) in the form of a shaped insert, in any radial cross-section, has a shape similar to a triangle (11) with a narrow circumferential surface (12) facing the eccentric channel (8) - the nozzle of varying thickness, inclined by an angle from 0.175 rad to 0.349 rad with respect to the longitudinal axis (6) of the head, the smallest extreme thickness being close to zero.

The head, according to claim 5, characterized in that the head portion (IV) in the form of a shaped insert, in any radial cross-section, has a shape similar to a triangle (11) with a semicircular surface (13) inclined by an angle of 0.524 rad to 1.047 rad in relative to the straight line perpendicular to the longitudinal axis (6) of the head, contacting the circumferential surface (12).